Двухтрубная система отопления частного дома

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Как работает отопление с одним контуром трубной разводки:

1. Теплогенератор нагревает рабочую жидкость, и направляет ее в трубопровод системы отопления;
2. По трубам теплоноситель подается в батареи, регистры или радиаторы;
3. Рабочая жидкость протекает по радиаторам последовательно из первого во второй, из второго в третий, и т.д., пока из последнего радиатора снова не попадет в котел;
4. После подогрева остывшей жидкости в котле теплоноситель снова направляется в систему отопления.

Устроенная по такой схеме однотрубная система отопления практически вечная, если переток воды по трубам организован по принципу гравитации – без насоса. В системе с естественной циркуляцией теплоносителя для работы системы необходимо только соблюдать некоторый уклон труб, и отопление будет работать в абсолютно автономном режиме. Если собирается принудительная магистральная система отопления частного дома своими руками, то в нее включается циркуляционный насос.

Разница между этими двумя вариантами огромная: в первом случае поток рабочей жидкости будет медленным, нужно тщательно соблюдать все уклоны и повороты, необходимо размещать расширительный резервуар только в самой высокой точке системы, но такая схема работает самостоятельно и не требует электричества, контроля и регулировок. При работе насоса работа отопления упрощается: схема разводки может быть любой, так как насос протолкнет воду по любым лабиринтам, а расширительный бак можно врезать в трубу и закрытого типа, что позволяет устанавливать его в любой точке системы.

Самостоятельный монтаж однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией часто реализуется по схеме с верхней трубной разводкой. Упрощенно такая схема подключения однотрубной системы отопления частного дома выглядит, как последовательное включение оборудования, начиная от котла и заканчивая крайним в разводке радиатором, причем все приборы должны располагаться один ниже другого, чтобы вода имела физическую возможность создавать направленный поток. Преимущество в таком плане однотрубного отопления – отсутствие зависимости от электричества, бесшумность и, как следствие, надежность.

Принудительная однотрубная разводка требует включения насоса в трубу обратной подачи рабочей жидкости – между последним радиатором и котлом. Так как жидкость движется принудительно, никаких уклонов соблюдать не нужно, а за стравливанием воздуха и другими параметрами системы может следить автоматика, которую при подведенном электричестве организовать несложно.

Принудительная закрытая или открытая однотрубная система отопления эффективнее работает с нижней трубной разводкой, когда подающая труба проходит по периметру всех обогревательных приборов по полу. Достоинства такой схемы – возможность скрытой разводки и отсутствие вертикальных трубных стояков.

3 Достоинства и недостатки

Как и любая система, схема Тихельмана имеет свои преимущества и недостатки. Её достоинства ярко выражены в помещениях различного типа, размера и назначения. Основные преимущества:

1. 1. Равномерный прогрев всей отопительной сети.
2. 2. Не требуется сложная балансировка, а также монтаж дорогого оборудования.
3. 3. Возможность регулирования количества отдаваемого тепла батареей.
4. 4. Монтажные работы не требуют какой-либо специальной квалификации.
5. 5. Имеет длительный срок эксплуатации.
6. 6. Редко бывают поломки в системе отопления. Схема попутки очень надёжная.

Данный тип обустройства отопления для частного дома имеет и свои недостатки. К наиболее значимому можно отнести высокую стоимость, которая обуславливается увеличением затрат на трубопровод. Также петлю Тихельмана не всегда можно применить из-за архитектурных особенностей постройки.

Однотрубная система

Самой простой является схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома. Также она называется «Ленинградкой». Такую схему отопления двухэтажного частного дома своими руками можно провести без особых сложностей. Отличается экономичностью, функционируя на газовом или электрическом котле, при помощи кирпичной печи, отапливаемой торфяными брикетами, дровами, углем. Выбирая «Ленинградку», можно сэкономить на средствах, так как труб, необходимых для установки обогрева помещения, потребуется в 2 раза меньше, если сравнивать с двухтрубной системой. Характеризуется ещё такими положительными моментами:

• малой трудоёмкостью при выполнении монтажа и его «бюджетностью»;
• простотой ремонта;
• не нарушает концепцию интерьера в доме (при небольшом количестве труб);
• возможностью изготовления контура «тёплый пол» (при выполнении определённых требований).

Однотрубный контур можно «спрятать» под пол или развести над ним. При установке трубы можно располагать в горизонтальном положении и в вертикальном.

Однако такая самотёчная система отопления может применяться только в одноэтажной постройке. В двухэтажном доме схема однотрубной системы отопления сможет функционировать только при наличии циркуляционного насоса.

Существуют ещё недостатки:

• невозможность изготовления «тёплого пола» при горизонтальном контуре;
• требует выполнения сварочных работ и необходимой проверки соединений;
• неравномерность теплоотдачи от батарей, находящихся в разных комнатах.

Как сделать систему отопления с естественной циркуляцией

Особенности однотрубной системы обогрева

Однотрубная система обогрева приобрела широкую популярность в частном строительстве благодаря следующим достоинствам:

• Гидравлическая устойчивость – замена радиатора, наращивание секций, отключение отдельных контуров не изменяет теплоотдачу других элементов системы;
• Минимальное количество труб;
• Меньшее количество теплоносителя в системе снижает ее инерционность и время прогрева помещения;
• Эстетичный внешний вид, особенно при устройстве скрытой магистрали;
• Несложный монтаж;
• При использовании современной запорной арматуры возможно точное регулирование режима работы всей системы и отдельных элементов;
• Последовательное подключение обогревающих приборов позволяет устраивать водяной теплый пол, монтировать полотенцесушители и т.д.
• Недорогая установка и эксплуатация.

Основной недостаток однотрубного теплообеспечения – дисбаланс нагрева приборов по длине магистрали. Чем дальше находится радиатор от котла, тем меньше он нагревается. Под действием насоса прогрев радиаторов осуществляется более равномерно, однако остывание теплоносителя все же наблюдается, особенно при достаточной длине трубопровода. Отрицательное действие этого явления снижают двумя способами:

• Увеличивают количество секций последних радиаторов, за счет чего увеличивается их мощность и количество отдаваемого в помещение тепла – достигается равномерный прогрев помещений;
• Рационально проектируют прохождение магистрали по комнатам – начинают со спален, детских и «холодных» комнат (угловых, с окнами на север), затем идут гостиная, кухня, ванная, туалет и заканчивают подсобными помещениями.

Классификация по направлению движения теплоносителя

В зависимости от направления движения подающего и обратного теплоносителя относительно друг друга системы отопления проектируют трех наиболее распространенных схем: тупиковая, с попутным движением теплоносителя и коллекторная (лучевая).

Тупиковые схемы движения теплоносителя

В тупиковых (стандартных) системах отопления теплоносители движутся в противотоке, наиболее удаленная ветка радиаторов от котла имеет большее сопротивление, чем так которая находится ближе. Поэтому возможно возникновение ситуации, когда происходит неравномерный прогрев ближайших радиаторов. Для того чтобы этого избежать необходимо создать дополнительное сопротивление в более коротких циркуляционных кольцах, то есть установить балансировочную арматуру.

Попутные схемы движение теплоносителя

При попутном движении теплоносителя параллельно в подающей и обратной трубе системы отопления все циркуляционные кольца, то есть ветки с радиаторами, находятся в одинаковых условиях. То есть как трубопроводы, так и стояки или радиаторы гидравлически сбалансированы между собой. Однако такие системы наиболее металлоемки по сравнению со стандартными, а также требуют прокладки гораздо большей длины трубопроводов Это отражается, прежде всего, на стоимости системы и цене монтажных работ. Поэтому попутные схемы в жилищном строительстве применяются наиболее редко.

Коллекторные схемы отопления

Идеальным вариантом для коттеджного и жилищного строительства в целом является применение коллекторной схемы системы отопления.

Такая система представляет собой установленный на этаже или в котельной коллекторный шкаф, в котором кроме запорной и балансировочной арматуры устанавливаются коллектора с выходами либо на радиаторную ветку либо на каждый прибор отопления. Такая система также является гидравлически стабильной и легко поддающаяся регулировке отдельных самых удаленных веток или нагруженных по тепловой мощности. При планировании лучевой схемы системы отопления можно к каждому выходу коллектора подключать каждый радиатор в отдельности, а трубопроводы прокладывать скрытым способом. При этом отрезок трубопровода должен быть выполнен из цельного куска трубы.

Положительные стороны однотрубной системы

Преимущества однотрубной системы отопления:

1. Один контур системы располагается по всему периметру помещения и может пролегать не только в помещении, но и под стенами.
2. При укладке ниже уровня пола необходимо выполнить теплоизоляцию труб во избежание теплопотерь.
3. Такая система позволяет производить прокладку труб под дверными проемами, таким образом, снижается материалоемкость и, соответственно, себестоимость конструкции.
4. Поэтапное подключение отопительных приборов позволяет подключить к разводной трубе все необходимые элементы отопительной цепи: радиаторы, полотенцесушители, теплый пол. Степень нагрева радиаторов можно регулировать методом подключения к системе — параллельно либо последовательно.
5. Однотрубная система позволяет устанавливать несколько видов отопительных котлов, например, газового, твердотопливного или электрокотла. При возможном отключении одного можно сразу подключить второй котел и система будет и дальше продолжать отапливать помещение.
6. Очень важная особенность такой конструкции — возможность направлять движение потока теплоносителя в том направлении, которое будет наиболее выгодным для жителей этого дома. Сначала направить движение горячего потока в северные комнаты или расположенные с подветренной стороны.

Минусы однотрубной системы

При наличии большого количества преимуществ однотрубной системы, следует отметить и некоторые неудобства:

• При длительном простое системы — долгий ее запуск.
• При монтаже системы на двухэтажном доме (и более) подача воды в верхние радиаторы происходит очень высокой температуры, в нижние же — низкой. Отрегулировать и сбалансировать систему при такой разводке очень тяжело. Можно устанавливать ни нижних этажах большее количество радиаторов, но это повышает себестоимость и выглядит не очень эстетично.
• При наличии нескольких этажей или уровней — отключить один нельзя, поэтому при проведении ремонтных работ приходится отключать все помещение.
• При потере уклона в системе могут периодически возникать воздушные пробки, что снижает теплоотдачу.
• Высокие теплопотери в процессе эксплуатации.

Особенности монтажа однотрубной системы

• Монтаж отопительной системы начинается с установки котла;
• На всем протяжении магистрали должен быть выдержан уклон не менее 0,5 см на 1 п. м. трубы. При несоблюдении такой рекомендации на приподнятом участке буде скапливаться воздух и препятствовать нормальному течению воды;
• Для освобождения от воздушных пробок на радиаторах применяются краны Маевского;
• Перед подключаемыми отопительными приборами следует устанавливать запорные краны, в случае ремонта устройства не понадобиться сливать воду из всей системы или при необходимости, есть возможность немного отрегулировать температурный режим системы;
• Кран слива теплоносителя устанавливается в самой нижней точке системы и служит для частичного, полного слива или заполнения;
• При устройстве гравитационной системы (без насоса), коллектор должен быть на высоте не менее 1,5 метров от плоскости пола;
• Поскольку вся разводка выполнена трубами одинакового диаметра, их следует надежно крепить к стене, не допуская возможных прогибов, чтобы не скапливался воздух;
• При подключении циркуляционного насоса в сочетании в электрокотлом, их работа должна быть синхронизирована, котел — не работает, насос — не работает.

Установлен циркуляционный насос должен быть всегда перед котлом, учитывая его специфику — он нормально работает при температуре не выше 40 градусов.

Разводка системы может выполнять двумя способами:

• Горизонтальная
• Вертикальная.

При горизонтальной разводке используется минимальное количество труб, и подключение приборов выполняется последовательно. Но такому способу подключения свойственны воздушные пробки, и отсутствует возможность регулирования теплопотока.

При вертикальной разводке трубы прокладываются по чердачному помещению и от центральной магистрали отходят трубы, ведущие к каждому радиатору. При такой разводке вода поступает к радиаторам одинаковой температуры. Свойственна вертикальной разводке такая особенность — наличие общего стояка для целого ряда радиаторов, вне зависимости от этажа.

Ранее эта система отопления была очень популярна, ввиду экономичности и простоты монтажа, но постепенно, учитывая, возникающие нюансы во время эксплуатации, стали от нее отказываться и в данный момент она очень редко применяется для отопления частных домов.

Материалы изготовления

Установка 2-х трубного отопления предполагает широкий выбор применяемых материалов, каждый из которых обладает своими преимуществами и слабыми сторонами. В качестве материала трубопроводов можно выбрать сталь, медные сплавы, а также полипропилен.

Металл

В металлических трубах соединение с элементами арматуры (шаровые краны, балансировочные вентили) выполняется с помощью фланцев, на которых нарезана трубная резьба, а непосредственно соединение осуществляется сваркой.

Полипропилен

Полипропиленовые трубопроводы монтируются с помощью специального приспособления для пайки. Если вы планируете делать монтаж своими руками, такое оборудование можно взять напрокат.

Преимущества

Использование двухтрубного отопления обеспечивает более равномерное распределение температуры теплоносителя во всех обслуживаемых помещениях. Дополнительно к основному преимуществу такая схема дает возможность регулирования температуры в каждой комнате в отдельности, используя монтаж терморегулирующих головок с ручным и автоматическим управлением.

Также установка обогрева по двухтрубной схеме не ограничена по количеству помещений, в то время как однотрубная разводка требует компенсации тепловых потерь, возникающих при движении теплоносителя внутри контура.

Это также дает возможность устанавливать запорную арматуру меньшего типоразмера, стоимость которой ниже по сравнению с вентилями и кранами увеличенного сечения.

Преимущества схемы отопления с нижней разводкой

Двухтрубные системы отопления, в которых предусмотрена нижняя разводка, имеют преимущества перед верхним вариантом:

• снижение теплопотерь происходит за счет того, что трубы не проходят под полом верхних этажей или по чердачному помещению;
• эксплуатация системы возможна до того, как будут завершены в доме строительные работы;
• когда на верхнем этаже идет ремонт, на нижнем этаже отопление можно не отключать;
• управление системой по причине его компактности размещают в одном месте (обычно, это подвальное помещение);
• присутствует возможность распределять теплоснабжение по комнатам, а значит, тепло будет расходоваться экономно.

Варианты обустройства трубопроводов

Существуют два типа двухтрубной разводки: вертикальный и горизонтальный. Вертикально трубопроводы располагают обычно в многоэтажных домах. Такая схема позволяет обеспечить отоплением каждую квартиру, но при этом происходит большой расход материалов.

https://youtube.com/watch?v=dr-yFys9foU

Верхняя и нижняя разводка

Распределение теплоносителя осуществляют по верхнему или нижнему принципу. При верхней разводке подающий трубопровод проходит под потолком и спускается к радиатору. Обратная труба проходит по полу.

При такой конструкции хорошо происходит естественная циркуляция теплоносителя, благодаря перепаду высот он успевает набирать скорость. Но такая разводка не получила широкого применения из-за внешней непривлекательности.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой встречается гораздо чаще. В ней трубы располагают внизу, но подача, как правило, проходит немного выше обратки. Причем трубопроводы иногда проводят под полом или в подвале, что является большим преимуществом такой системы.

Такое расположение подходит для схем с принудительным движением теплоносителя, так как при естественной циркуляции котел должен быть ниже радиаторов не менее чем на 0,5 м. Поэтому его очень сложно установить.

Встречное и попутное движение теплоносителя

Схема двухтрубного отопления, в которой горячая вода двигается в разные стороны, называется встречной или тупиковой. Когда движение теплоносителя осуществляется по обоим трубопроводам в одном направлении, называется попутной системой.

В таком отоплении зачастую при монтаже труб прибегают к принципу телескопа, что облегчает регулировку. То есть, при сборке трубопровода укладывают последовательно участки труб, постепенно уменьшая их диаметр. При встречном движении теплоносителя обязательно присутствуют термоклапаны и игольчатые вентили для регулировки.

https://youtube.com/watch?v=vkXy8qoEukQ

Веерная схема подключения

Веерная, или лучевая схема применяется в многоэтажных домах для подключения каждой квартиры с возможностью установления счетчиков. Для этого на каждом этаже устанавливают коллектор с выходом трубы на каждую квартиру.

Причем для разводки применяются только цельные участки труб, то есть не имеющие стыков. На трубопроводы устанавливают тепловые приборы учета. Это позволяет каждому владельцу контролировать свой расход теплоэнергии. При строительстве частного дома такая схема применяется для поэтажной разводки трубопроводов.

Для этого в обвязке котла устанавливают гребенку, от которой и подключают по отдельности каждый радиатор. Это позволяет равномерно распределить теплоноситель между приборами и уменьшить его потери из системы отопления.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Принцип действия двухтрубной системы

Все виды систем отопления действуют по общему принципу. Вначале происходит поступление к отопительному оборудованию теплоносителя. Он продвигается по теплообменнику, где начинается его разогрев. Жидкость в нагретом состоянии проходит в батареи. Через них осуществляется процесс теплообмена между теплоносителем и воздухом. Остывший теплоноситель снова достигает теплообменника. Происходит повторение цикла с самого начала. К каждому из радиаторов в контуре подводятся 2 трубы: обратная и подающая, поэтому эта схема носит название двухтрубной.

Если система является однотрубной, то принцип ее действия несложен. К каждой батарее подводится единственная труба. Жидкий теплоноситель, прошедший через трубу в прибор, отдает тепло, поэтому поступает в следующую батарею уже охлажденным. Двухтрубная система позволяет исключить недостаток за счет подключения к каждому радиатору подающей и отводящей труб.

Теплоноситель, проходящий через подающую трубу, поступает в батарею, а по отводящей трубе жидкость выходит из нее. Такая конструкция обеспечивает регулируемую подачу жидкости. В результате система отопления работает с максимальной эффективностью. Двухконтурная система обеспечивает равную теплоотдачу радиаторов.